بخشی از مقاله
چکیده
عیب می تواند در سیستم ها رخ دهد و در واقع یکی از چالش های مرسوم در صنعت، رخداد عیب می باشد، مسئله ی رخداد عیب امری معمول بوده و می بایست اثر این عیب در سیستم برطرف شود تا سیستم بتواند به ناحیه ی عملکرد عادی خود بازگردد، در واقع در پی رخداد عیب مسائلی ×همچون تشخیص رخداد عیب و برطرف کردن تاثیرات رخداد عیب مطرح می گردد.
ما در این مقاله به بررسی ساختار کلی یک سیستم عیب یابی می پردازیم، تک تک بخش های تشکیل دهنده ی سیستم عیب یابی را مورد بررسی قرار می دهیم و اساس کار آنها را معرفی می نمائیم، چرا که رفع عیب های بوجود آمده در سیستم ها در کمترین زمان باعث بازدهی مطلوب و عملکرد صحیح و ایمن سیستم ها می گردد و از رخداد خرابی در سیستم جلوگیری می کند. عیب رخدادی از درون سیستم می باشد و این مسئله ×نقطه تمایز عیب و نویز های اندازه گیری و پروسه می باشد.
.1مقدمه
تعریف عیب را می توان به صورت مقابل بیان نمود، هر نوع تغییر در سیستم که رفتار سیستم را تغییر دهد، به گونه ای که اهداف سیستم برآورده نشود، عیب نامیده می شود و از دلایل رخداد عیب می توان به مواردی همچون، رخدادهای داخل سیستم، تغییرات شدید محیطی، خطای طراحی و ... اشاره نمود. به عبارت دیگر عیب علت اولیه ی تغییرات در ساختار و پارامترهای سیستم می باشدکه منجر به افت عملکرد سیستم می شود.
عیب رخدادی عادی برای سیستم ها می باشد و امکان رخداد آن برای تمامی سیستم ها وجود دارد، در این میان مسئله ی عیب یابی دارای اهمیت فراوانی است چرا که اگر عیب بوجود آمده در سیستم آشکارسازی، شناسایی و رفع نگردد، عیب رخ داده به خرابی منجر می شود. به عبارت دیگر می بایست با رخداد عیب، وجود آن آشکار سازی شود، محل دقیق آن معین گردد و نهایتا طراحی مجدد صورت گیرد.
هر سیستمی دارای ناحیه ی عملکردی مطلوب می باشد، ناحیه ی عملکردی مطلوب سیستم در واقع ناحیه ای است که سیستم در آن بازه بدون هیچ گونه ایراد و مشکل کار می کند و بازدهی مناسب را داراست و می تواند برای مدت زمان بسیار طولانی به صورت ایمن در این ناحیه به کار خود ادامه دهد. در صورتی که سیستم بنا به هر دلیلی از ناحیه ی عملکردی مطلوب خارج شود، مشکلاتی برای سیستم بوجود خواهد آمد و بازدهی کاهش یافته و امنیت سیستم و کاربران آن به خطر می افتد، بنابراین می بایست به محض خروج سیستم از ناحیه ی عملکردی مطلوب، در کمترین زمان سیستم را به ناحیه ی عملکردی مطلوب بازگردانیم؛ برای این منظور سیستم های کنترل تحمل پذیر عیب را به کار می گیریم که در این سیستم های کنترل در مرحله ی نخست رخداد عیب و وقوع آن تشخیص داده می شود و سپس محل رخداد و اندازه ی عیب معلوم می گردد و ×نهایتا بازطراحی در پارامترهای کنترل صورت می گیرد کارکرد و بازگشت دوباره ی سیستم به ناحیه ی عملکردی مطلوب می گردد.
تک تک مراحل یاد شده در بالا دارای ساختار مخصوص به خود بوده و با روش های مختلفی می توان هدف هریک از بخش های ذکر شده را ×محقق ساخت.
.2 تعاریف
مراحل یک سیستم کنترل تحمل پذیر عیب عبارت است از:
Fault Diagnosis 1.
1-1. Fault Detection - F.D -
1-2. Fault Identification - F.I -
Control Design - reconfiguration - 2.
بخش اول سیستم تشخیص عیب می باشد، سیستمی که برای شناسایی عیب و تشخیص موقعیت و محل وقوع آن در یک سیستم مورد استفاده قرار می گیرد، سیتم تشخیص عیب نامیده می شود
در مقوله ی تشخیص عیب با تعاریفی مواجه می شویم که بیان آن ها در این قسمت مورد نیاز است:
· آشکار سازی عیب: برای بیان این منظور است که آیا عیبی رخداده است یا خیر، در واقع نشانگر یروز یک اشتباه در سیستم و یا عدم بروز آن است.
· جداسازی عیب: برای تعیین موقعیت و محل رخداد عیب است، که مشخص کننده ی سنسور و یا محرکی است که در آن عیب به وقوع پیوسته است.
· شناسایی عیب: برای مشخص سازی اندازه و نوع عیب رخداده می باشد.
در ابتدا هدف تشخیص وجود و عدم وجود عیب در سیستم می باشد و در مرحله ی بعد اندازه ی عیب و منبع رخداد عیب مشخص می شود، در مرحله آخر با تغییر در ساختار و پارامترهای کنترل کننده، سیستم را به ناحیه ی عملکردی مطلوب بازمی گردانیم. - مرحله ی ×جداسازی عیب در واقع در درون شناسایی عیب نهفته است - با توجه به مراحل ذکر شده برای یک سیستم کنترل تحمل پذیر عیب، درمی یابیم که این نوع کنترل کننده نیازمند بخش تصمیم گیری نیز می باشد. نیازمندی به هریک از مراحل ذکر شده در بالا وابسته به مکانیزم سیستم کنترل تحمل پذیر عیب می باشد، مرحله ی آشکارسازی عیب حتما می بایست وجود داشته باشد ولی سایر مراحل با توجه به نوع کنترل می تواند وجود داشته باشد یا مورد استفاده قرار نگیرد.
رویکردهای کلی سیستم تحمل پذیر عیب در رفع عیب رخداده بر دو نوع است:
.2-1 رویکردهای سیستم عیب یابی
.1 افزونگی سخت افزاری
یکی از روش های مرسوم در زمان های قدیم بوده جهت تشخیص عیب و رفع عیب رخداده، روش افزونگی سخت افزاری می باشد، که از تعدادی محرک، سنسور و کامپیوتر برای اندازه گیری، کنترل و رفع عیوب با جایگزینی المان های سالم به جای المان های معیوب استفاده می شود. از مهمترین معایب مربوط به رویکرد افزونگی سخت افزاری می توان به وجود تجهیزات اضافی، هزینه ی بالای ناشی از این تجهیزات اضافی، نیازمندی به محیط و فضای بیشتر جهت نگهداری این تجهیزات اشاره کرد، عمدتا از این روش استفاده نمی شود مگر آنکه نتوان از روش نرم افزاری استفاده کرد.
.2 افزونگی نرم افزاری با توجه به معایب بیان شده برای افزونگی سخت افزاری در قسمت بالا و همچنین جهت افزایش قابلیت اطمینان سیستم های تحمل پذیر عیب، رویکردی به نام افزونگی نرم افزاری مطرح می گردد که عملا معایب مربوط به افزونگی سخت افزاری را ندارد و نیز قابلیت اطمینان ×سیستم های عیب یابی را بالا می برد.
